宜昌陡山沱组碳酸盐岩岩石磁学研究

地质时期碳酸盐岩分布面积很广。其中,碳酸盐矿物本身及其微量元素和同位素特征与碳酸盐岩形成的环境密切相关,较详细而准确地记录了古温度、古降水、古盐度以及古生产力等多方面环境要素的变化历史。这些变化也反映在磁性矿物组合和岩石磁性变化方面。因而,利用岩石磁学方法研究碳酸盐岩剖面所记录的古环境变化是一个重要的研究方向。但由于地质作用的复杂性,影响磁参数变化的因素很多,因而,对磁参数影响因素的研究是环境磁学解释的重要前提。 本次研究对陡山沱组第三岩性段上部20.72m的地层连续采样,制作环境磁学样品2562个。样品的岩石磁学测量结果表明,11.18m—11.65m为一段磁性增强的异常层,其磁化率(χ)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)等均高于其上下层位的样品。而且,该异常层上下层段的磁性特征不同,S-ratio、等温剩磁获得曲线及其退磁曲线的测量表明,异常层之下的硬磁性矿物比异常层之上的硬磁性矿物含量多。 根据野外和薄片的镜下观察,按照碳酸盐岩结晶粒度的大小,将陡山沱组第三岩性段中上部碳酸盐岩分为粉屑碳酸盐岩和砂屑碳酸盐岩两类。两类碳酸盐岩的非磁滞剩磁(ARM)等磁学参数与碳酸盐颗粒的结晶粒度有很好的相关性。风化作用使样品在King Plot上的投影位置向右下方偏移,总体呈现ARM减小的趋势。 粉晶X-射线衍射结果表明,宜昌陡山沱组第三岩性段中上部碳酸盐岩中的矿物主要为方解石、铁白云石、石英、钾长石和少量黄铁矿。对部分样品进行了弱酸溶解处理。溶解之后,样品的磁化率随温度变化曲线(χ-T曲线)及粉晶X-射线衍射结果能很好地揭示黄铁矿的存在。但溶解之前,样品的χ-T曲线不能揭示黄铁矿的存在,推测可能样品中大量的方解石、铁白云石等抗磁性矿物,掩盖了碳酸盐岩中铁硫化物的热磁特征。